[精品]2019届高考生物一轮复习 第七单元 生物的变异、育种和进化 随堂真题演练23 染色体变异与育种
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学习资料专题第7单元变异、育种与进化第20讲基因突变和基因重组考试说明 1.基因重组及其意义(Ⅱ)。
2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。
点一基因突变1.基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症图7-20-1(1)图示中a、b、c过程分别代表、和。
突变发生在(填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是异常,根本原因是发生了,碱基对由突变成了。
2.基因突变要点归纳图7-20-2理性思维1.[归纳与概括]基因突变为什么常发生于DNA复制时?一个人是否患镰刀型细胞贫血症能否通过光学显微镜观察到?2.[归纳与概括]就“插入”“缺失”“替换”而言,哪类碱基序列改变导致的变异幅度更大?有无例外?科学探究一只突变型的雌果蝇与一只野生型雄果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2∶1,且雌、雄个体之比也为2∶1,请依据这个结果从遗传学角度作出合理解释: 。
1.基因突变机理图7-20-32.基因突变与性状的关系(1)基因突变对蛋白质结构的影响(2)基因突变不引起生物性状改变的原因①突变发生在基因的不具有遗传效应的DNA片段中。
②密码子具有简并性,不同密码子有可能翻译出相同的氨基酸。
③纯合子的显性基因突变为杂合子的隐性基因,如AA突变成Aa ,不会引起性状的改变。
④某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的位置,但并不影响该蛋白质的功能。
3.基因突变对子代的影响(1)基因突变发生在减数分裂过程中(配子形成时),将遵循遗传规律随配子传递给后代。
(2)若基因突变发生在体细胞的有丝分裂过程中,则一般不能遗传给后代,但有些植物体细胞中的突变可以通过无性繁殖传递给后代。
角度1 考查基因突变的实质、特点1.[2017·安徽江南十校二模]基因突变是生物变异的根本来源,在生物进化过程中有着极为重要的作用。
下列有关基因突变的叙述,正确的是( )A.体内DNA在复制时偶然出现碱基配对错误而导致基因突变B.亚硝酸、碱基类似物等物质能改变DNA的结构而导致基因突变C.基因突变产生的是等位基因,因此不会改变种群的基因频率D.基因突变的方向与环境无关,因此不同种群发生的基因突变相同2.某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的,且A1、A2基因均能合成特定的蛋白质来控制花色。
第25讲染色体变异与育种考点一染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
2.染色体数目的变异(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少,如21三体综合征。
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,如多倍体、单倍体。
(2)染色体组①概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。
②组成:如图为一雄果蝇的染色体组成,其染色体组可表示为:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
3.比较单倍体、二倍体和多倍体(1)单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)二倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。
(3)多倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
[诊断与思考]1.判断下列说法的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异( ×)(2)染色体缺失有利于隐性基因表达,可提高个体的生存能力( ×)(3)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响( ×)(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( ×)(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体,含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体( ×)(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组( √)2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。
(1)下列各项的结果中哪些是由染色体变异引起的?它们分别属于何类变异?能在光学显微镜下观察到的有哪些?提示与图中两条染色体上的基因相比可知:①染色体片段缺失、②染色体片段易位、③基因突变、④染色体中片段倒位;①②④均为染色体变异,可在光学显微镜下观察到,③为基因突变,不能在显微镜下观察到。
(2)①~④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?提示①~④中③的基因突变只是产生了新基因,即改变基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
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第1课基因突变和基因重组高效演练·创新预测预测点1。
基因突变的发生机理1。
DNA复制过程中,有时会发生碱基对的错配,但在多种酶的作用下,受到损伤的DNA分子还可以恢复原来的碱基排列顺序。
2015年诺贝尔化学奖授予三位生物科学家,以表彰他们发现了细胞损伤DNA的修复机制。
下列有关描述正确的是( )A。
DNA修复时,不需要模板链的参与B。
若损伤的DNA不能及时修复,则一定会导致基因突变的发生C。
细胞中必然存在识别损伤DNA的物质D。
DNA修复系统是生物为了适应环境而产生的【解析】选C.DNA修复时,切除错配的部分,以母链为模板恢复原来的碱基排列顺序,A 错误;损伤的DNA未及时修复,不一定导致基因突变,错配可能发生在基因与基因之间的序列,B错误;细胞中必然存在识别损伤DNA的物质,这样才能够及时修复,C正确;DNA 修复系统的出现是进化的结果,D错误.预测点2.基因突变的特点2.空间诱变育种是利用空间环境中的高能粒子辐射、微重力、高真空等因素,使作物种子发生基因突变。
以水稻为例,它的自然突变频率在二十万分之一左右,经空间诱变后突变频率可达百分之几。
第2讲染色体变异及其应用[全国卷5年考情导向]考纲要求全国卷五年考情1.染色体结构变异和数目变异(II)2016 •卷IIIT32, 2015 •卷II T G2.生物变异在育种上的应用(II)2014 ・卷I T323.实验:低温诱导染色体加倍无考题考点一I染色体变异(对应学生用书第135页)[识记一基础梳理]1.染色体结构的变异(1)类型(连线)A.基因数H没有变化,基因排列顺序发生改变B.发生在非同源染色体之间C.同--条染色体上存在了等位基因或相同基因D.染色体上的基因数冃减少(2)结果:使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。
2.染色体数目变异(1)类型①非整倍性变异:在正常的染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体,即个别染色体的增加或减少等。
②整倍性变异:细胞内染色体数目成倍地增加或减少,可分为单倍性变异和多倍性变异。
(2)染色体组①组成如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为:1【、III、W、X或II、III、IV、YoIVY②形态组成特点:细胞屮的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但互相协调。
③功能:共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
(3)二倍体、多倍体和单倍体[辨析与识图]1.判断正误(1)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变。
(X)【提示】基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变。
(2)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。
(X)【提示】染色体易位不改变细胞内基因的数量,可能对当代生物体不产生影响,也可能产生影响,并且染色体变异大多对生物体是不利的。
(3)在减数分裂和有丝分裂过程中,非同源染色体之间交换-部分片段,可导致染色体结构变异。
(丿)(4)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。
(X)【提示】染色体片段缺失和重复一定会导致基因的数量变化,而重复不会导致基因的种类变化。
(5)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。
随堂真题演练23 染色体变异与育种(2017·高考江苏卷)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。
下列相关叙述正确的是( )A.上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析:选B。
图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期,A项错误;由异常联会图示可知,同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中,而另一条染色体可移到另一个细胞中,因此,减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常,自交后代会出现染色体数目变异的个体,B项正确;该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成,因此基因型可能不同,C项错误;该植株形成的配子中有的基因型为Aa,含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子,D项错误。
(2015·高考海南卷)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是( )A.基因突变都会导致染色体结构变异B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D.基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察解析:选C。
基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,结果是产生等位基因,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B项错误;由于染色体是DNA的主要载体,染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变,C正确;基因突变在光学显微镜下是看不见的,D项错误。
(高考大纲卷)现有4个小麦纯合品种,即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。
已知抗锈病对感锈病为显性,无芒对有芒为显性,且这两对相对性状各由一对等位基因控制。
若用上述4个品种组成两个杂交组合,使其F1均为抗锈病无芒,且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。
回答问题:(1)为实现上述目的,理论上,必需满足的条件有:在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于________________上,在形成配子时非等位基因要________,在受精时雌雄配子要________,而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。
那么,这两个杂交组合分别是____________________和______________________________________________________。
(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子,1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起,长成的植株称为1个F3株系。
理论上,在所有F3株系中,只表现出一对性状分离的株系有4种,那么,在这4种株系中,每种株系植株的表现型及其数量比分别是__________________、____________________、____________________和____________________。
解析:(1)设抗锈病与感锈病、无芒与有芒分别受A/a、B/b两对等位基因控制。
根据题干信息可知4个纯合亲本的基因型可分别表示为AABB、AAbb、aaBB、aabb。
若用上述4个品种组成两个杂交组合,使其F1均为抗锈病无芒,则这两个组合一定为AABB×aabb和AAbb×aaBB。
由于两对等位基因的位置关系不确定,因此F2的表现型及其数量比的情况也不确定。
先假设两对等位基因位于同源染色体上,则有:P AABB ×aabb↓F1 AaBb↓⊗F2A_B_ aabb(抗锈病无芒) (感锈病有芒)3 ∶ 1和P AAbb ×aaBB↓F1AaBb↓⊗F2A_B_ AAbb aaBB(抗锈病无芒) (抗锈病有芒) (感锈病无芒)2 ∶ 1 ∶ 1由F2可以看出,该假设条件下,F2的表现型及其数量比不一致。
再假设两对等位基因位于非同源染色体上,则有:P AABB ×aabb↓F1 AaBb↓⊗F2:A_B_ A_bb aaB_ aabb(抗锈病无芒)(抗锈病有芒)(感锈病无芒)(感锈病有芒)9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1和P AAbb ×aaBB↓F1 AaBb↓⊗F2 A_B_ A_bb aaB_ aabb(抗锈病无芒)(抗锈病有芒)(感锈病无芒)(感锈病有芒)9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1由F2可以看出,该假设条件下,F2的表现型及其数量比一致。
因此两对等位基因必须位于非同源染色体上,非同源染色体上的非等位基因自由组合,才能使两组杂交的F2完全一致,同时受精时雌雄配子要随机结合,形成的受精卵的存活率也要相等。
(2)根据上面的分析可知,F1的基因型为AaBb,F2植株将出现9种不同的基因型:AABB、AaBB、aaBB、AABb、AaBb、aaBb、AAbb、Aabb、aabb,可见F2自交最终可得到9个F3株系,其中基因型为AaBB、AABb、aaBb、Aabb的植株为单杂合子,自交后该对等位基因决定的性状会发生分离,依次是抗锈病无芒∶感锈病无芒=3∶1、抗锈病无芒∶抗锈病有芒=3∶1、感锈病无芒∶感锈病有芒=3∶1、抗锈病有芒∶感锈病有芒=3∶1。
答案:(1)非同源染色体自由组合随机结合相等抗锈病无芒×感锈病有芒抗锈病有芒×感锈病无芒(2)抗锈病无芒∶感锈病无芒=3∶1抗锈病无芒∶抗锈病有芒=3∶1感锈病无芒∶感锈病有芒=3∶1抗锈病有芒∶感锈病有芒=3∶1(2017·高考江苏卷)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。
请回答下列问题:(1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的____________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。
如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法①,使早熟基因逐渐____________,培育成新品种1。
为了加快这一进程,还可以采集变异株的____________进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为____________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的____________,产生染色体数目不等、生活力很低的________________,因而得不到足量的种子。
即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。
这种情况下,可考虑选择育种方法③,其不足之处是需要不断制备____________,成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次____________,产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析:(1)生物的可遗传性状是由基因控制的,培育得到的新品种,与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异,因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。
(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合,培育成新品种1。
可先通过花药离体培养,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,从而获得高度纯合的后代,这种方法属于单倍体育种。
(3)若是染色体组数目改变引起的变异,则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱,不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子,只有极少数配子正常,故只得到极少量的种子。
育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗,而植物组织培养技术操作复杂,成本较高。
(4)育种方法①需连续自交,每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组,产生多种基因型,经选育只有一部分基因型保留下来。
植物组织培养过程中不进行减数分裂,无基因重组发生。
答案:(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组[课时作业][基础达标]1.(高考上海卷)下图显示了染色体及其部分基因,对①和②过程最恰当的表述分别是( )A.交换、缺失B.倒位、缺失C.倒位、易位D.交换、易位解析:选C。
①过程中F与m位置相反,表示的是染色体结构变异中的倒位,②过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有的染色体片段,表示的是染色体结构变异中的易位,故C正确。
2.下列关于染色体变异的叙述,正确的是( )A.染色体结构变异和数目变异都有可能在有丝分裂和减数分裂过程中发生B.染色体结构变异能改变细胞中的基因数量,数目变异不改变基因数量C.染色体结构变异导致生物性状发生改变,数目变异不改变生物性状D.染色体结构变异通常用光学显微镜可以观察到,数目变异观察不到解析:选A。
有丝分裂和减数分裂中都可发生染色体结构变异和数目变异,A正确;染色体结构变异可改变基因的数量(缺失、重复)或排列顺序(倒位、易位),染色体数目变异可改变基因数量,B错误;染色体结构变异和数目变异都会导致生物性状发生改变,C错误;染色体结构变异和数目变异通常用光学显微镜都可以观察到,D错误。
3.(2018·河南中原名校质检)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异,甲图中英文字母表示染色体片段。
下列叙述正确的是( )①甲图中发生了染色体结构变异,增加了生物变异的多样性②乙图中出现的这种变异属于染色体变异③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④解析:选C。
甲图中发生了染色体结构变异,乙图中出现的这种变异属于染色体数目变异,二者均增加了生物变异的多样性,都可以用显微镜观察检验。
甲、乙两图中的变化可发生在有丝分裂或减数分裂过程中。
4.(2018·北京海淀模拟)如图为某动物细胞分裂的示意图,据图判断该细胞( )A.只分裂形成1种卵细胞B.含有3对同源染色体C.含有3个染色体组D.一定发生过基因突变解析:选A。
由于该图细胞质分配不均等,有姐妹染色单体分离,故属于次级卵母细胞,细胞分裂结束后,产生一个卵细胞和一个极体,A正确;同源染色体已在减数第一次分裂分到不同的细胞中,故题图细胞中没有同源染色体,B错误;细胞中含有2个染色体组,C错误;图中染色单体分离形成的子染色体上含有G、g,既可以是基因突变产生的,也可以是减数第一次分裂中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换产生的,D错误。
5.(2018·河北衡水中学模拟)如图字母代表正常细胞中所含有的基因,下列说法正确的是( )A.③为多倍体,通常茎秆粗壮、籽粒较大B.④为单倍体,通常茎秆弱小、籽粒较小C.若①和②杂交,后代基因型分离比为1∶5∶5∶1D.①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体解析:选C。
③有可能是由配子发育形成的单倍体,A、D错误;④为单倍体,通常茎秆弱小、高度不育,没有籽粒,B错误;AAaa产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,Aa产生配子的种类及比例为A∶a=1∶1,所以二者杂交,后代基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa=1∶5∶5∶1,C正确。